Способ получения терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером и его применение в качестве средства с цитотоксической активностью Российский патент 2023 года по МПК C07D487/22 

Предлагаемое изобретение относится к области синтеза соединений с биологической активностью, конкретно, к способу получения терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1) на основе каталитической реакции конденсации цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и имидо-амином метилового эфира малеопимаровой кислоты (МЭМПК). Соединение (1) in vitro проявляет цитотоксический эффект в отношении клеточных линий аденокарциномы толстого кишечника (HTC-116), нейробластомы человека (SH-SY5Y), карциномы молочной железы (MCF-7), Т-клеточного лейкоза (Jurkat), моноцитарной лейкемии человека (THP-1) и может быть использовано в качестве цитотоксического средства.

Известен способ получения [R.M.B. Carrilho, M.M. Pereira, M.J.S.M. Moreno, A. Takács, L. Kollár, Tetrahedron Lett., 2013, 54, 2763] стероидных дикарбоксамидов (2) взаимодействием 17-йодо-5α-андрост-16-ена с алифатическими и ароматическими диаминами в автоклаве в присутствии палладий-фосфинового катализатора Pd(OAc)₂/PPh₃.

Известный способ не позволяет получать терпеноидный димер с пергидротетраценовым спейсером (1).

Известен способ получения [M.P. Bei, A.P. Yuvchenko, N.V. Puchkova, Russ. J. Gen. Chem., 2015, 85, 1034] диимид-дикислот (3) взаимодействием малеопимаровой кислоты с пара- или мета-фенилендиаминами при кипячении в течение 8 часов в дихлорбензоле.

Известный способ не позволяет получать терпеноидный димер с пергидротетраценовым спейсером (1).

Известен способ получения [Rakhimova, E.B.; Kirsanov, V.Yu.; Tret'yakova, E.V.; Khalilov, L.M.; Ibragimov, А.G.; Dzhemileva, L.U.; D'yakonov, V.A.; Dzhemilev, U.M. RSC Advances 2020, 10, 36, 21039] димерных пергидрогексаазадибензотетраценов (4) циклоконденсацией аминопроизводных МЭМПК с формальдегидом и транс-тетраазапергидротетраценом в присутствии в качестве катализатора цеолита Ymmm в Н-форме.

Известный способ не позволяет получать терпеноидный димер с пергидротетраценовым спейсером (1).

Известна [E.V. Tretyakova, I.E. Smirnova, E.V. Salimova, T.M. Pashkova, O.L. Kartashova, V.N. Odinokov, L.V. Parfenova, Russ. J. Bioorg. Chem., 2017, 43, 317] умеренная антибактериальная активность производного малеопимаровой кислоты (5) в отношении Staphylococcus aureus.

Известны [O.B. Kazakova, E.V. Tret’yakova, O.S. Kukovinets, G.A. Tolstikov, T.I. Nazyrov, I.V. Chudov, A.F. Ismagilova, Russ. J. Bioorg. Chem., 2010, 36, 762] противовоспалительные и противоязвенные свойства производного малеопимаровой кислоты (6).

Известна [Е.В. Третьякова, Е.В. Салимова, Л.В. Парфенова. Биоорганическая химия, 2018, 44, 5, 554] умеренная противоопухолевая активность in vitro цианэтильного производного метилового эфира малеопимаровой кислоты (7) по отношению к клеткам рака предстательной железы (PC-3).

Известна [G. Yao, M. Ye, R. Huang, Y. Li, Y. Zhu, Y. Pan, Z. Liao, H. Wang, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2013, 23, 6755] антипролиферативная активность N-арилимида метилового эфира малеопимаровой кислоты (8) в отношении клеточных линий NCI, A549, HepG-2, MGC-803, Hct-116.

Синтезы указанных соединений или многостадийны или базируются на использовании дорогостоящих исходных реагентов.

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о способе получения терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1) и его биологических свойствах.

Предлагается новый способ получения терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1) в одну препаративную стадию из доступных исходных реагентов. Соединение формулы (1) может быть использовано в качестве средства с цитотоксической активностью.

Сущность способа заключается во взаимодействии цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и имидо-амином МЭМПК в присутствии катализатора NiCl₂⋅6H₂O, взятых в мольном соотношении цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен : N,N,N',N'-тетраметилметандиамин : имидо-амин МЭМПК : NiCl₂⋅6H₂O = 1 : 4 : 2 : (0.03-0.07), предпочтительно 1 : 4 : 2 : 0.05. Реакционную смесь перемешивают 2.5-3.5 ч при температуре ~ 20 °С и атмосферном давлении в среде CH₃OH. Выход терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1) составляет 15-22%. Реакция протекает по схеме:

Имидо-амин МЭМПК получают по методике, описанной в работе [H. Wang, H. Wang, G. Zhou, Polym. Int., 2011, 60, 557]. цис-1,6,7,12-Тетраазапергидротетрацен получают способом, описанным в работе [E. B. Rakhimova, V. Yu. Kirsanov, E. S. Mescheryakova, L. M. Khalilov, A. G. Ibragimov, U. M. Dzhemilev, Synlett, 2018, 29, 1861]. Терпеноидный димер с пергидротетраценовым спейсером (1) образуется только лишь с участием цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена, тетраметилметандиамина и имидо-амина МЭМПК, взятых в мольном соотношении 1 : 4 : 2 (стехиометрические количества). При другом соотношении исходных реагентов снижается выход целевого продукта (1). Без катализатора реакция не проходит. Проведение указанной реакции в присутствии катализатора NiCl₂⋅6H₂O больше 7 мол. % не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора NiCl₂⋅6H₂O менее 3 мол. % снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 20 °С. При температуре выше 20 °С (например, 60 °С) увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20 °С (например, при 0 °С) снижается скорость реакции. Опыты проводили в среде CH₃OH, т.к. в нем хорошо растворяются исходные соединения.

Цитотоксичность соединения (1) оценивали на линиях раковых клеток (HepG2, HTC-116, SH-SY5Y, MCF-7, A-549, Jurkat, THP-1) и условно нормальных клетках человека (HEK293) методом МТТ теста (колориметрический тест для оценки метаболической активности клеток). Клетки инкубировали в присутствии соединения (1) в течение 48 ч. Контролем служил 5-фторурацил. Как видно из таблицы 1, соединение (1) ингибирует жизнеспособность раковых клеток при значениях IC₅₀ от 45 до 82 мкМ в зависимости от тестируемой клеточной линии и проявляет умеренное цитотоксическое действие.

Таблица 1. Влияние терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1) на жизнеспособность раковых клеток in vitro. HEK293
IC₅₀/μM HepG2
IC₅₀/μM HTC-116
IC₅₀/μM SH-SY5Y
IC₅₀/μM 1 68.8±1.6 > 100 82.3±0.1 77.9±0.2 5-фторурацил 6.32 ± 0.71 3.86±0.7 2.38±0.9 1.16±0.3 MCF-7
IC₅₀/μM A-549
IC₅₀/μM Jurkat
IC₅₀/μM THP-1
IC₅₀/μM 1 58.6±1.4 > 100 45.9±0.3 60.0±2.9 5-фторурацил 1.0±0.04 0.28±0.02 0.67±0.10 4.3±0.8

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных реагентов транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена, формальдегида и аминопроизводных МЭМПК в присутствии в качестве катализатора цеолита Ymmm в Н-форме.

В предлагаемом способе реакция идет с участием в качестве исходных реагентов цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена, тетраметилметандиамина и имидо-амина МЭМПК в присутствии катализатора NiCl₂⋅6H₂O. В отличие от известного, предлагаемый способ позволяет получить терпеноидный димер с пергидротетраценовым спейсером (1).

Способ поясняется примерами:

ПРИМЕР 1. В круглодонную колбу, установленную на магнитной мешалке, при комнатной температуре ~20°С помещают 0.43 г (2.00 ммоль) имидо-амина МЭМПК в 10 мл MeOH, 0.13 г (1 ммоль) цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена, 0.41 г (4.00 ммоль) тетраметилметандиамина и 0.012 г (0.05 ммоль) катализатора NiCl₂⋅6H₂O. Реакционную смесь перемешивают 3 ч при комнатной температуре. Образующийся осадок отфильтровывают, дважды промывают метанолом (2x5 мл) и получают индивидуальный терпеноидный димер с пергидротетраценовым спейсером, а именно диметил N',N''-[(3bS*,7aR*,10bR*,14aS*)-тетрадекагидро-1H,8H-2,3a,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен-2,9-диилбис(этан-N',N''-диил)]бис(13'-изопропил-4',10'-диметил-23',24'-диоксогексадекагидро-8',12'-этенонафто[2,1-е]изоиндол-4'-карбоксилат) с выходом 19%.

Примеры 2-5, подтверждающие способ, выполнены аналогично пр. 1 и приведены в табл. 2.

Таблица 2 №№
п/п Соотношение цис-1,6,7,12-тетрааза-пергидротетрацен : тетраметилметандиамин :
имидо-амин МЭМПК : NiCl₂⋅6H₂O, ммоль Время реакции,
час Выход (1), % 1 1: 4 : 2 : 0.05 3 19 2 1: 4 : 2 : 0.03 3 15 3 1: 4 : 2 : 0.07 3 22 4 1: 4 : 2 : 0.05 2.5 17 5 1: 4 : 2 : 0.05 3.5 21

Все опыты проводили в среде CH₃OH при комнатной температуре (~20 °С).

Спектральные характеристики терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером:

Спектр ЯМР¹Н, δ, м.д.: 0.60 с (6H, CH₃, Н-20′,20′′), 0.92-1.02 м (2H, CH₂, H_ax-1′,1′′; 12H, CH₃, Н-16′,16′′,17′,17′′), 1.16 с (6H, CH₃, Н-19′,19′′), 1.21-1.94 м (36Н, CH₂, H_eq-1′,1′′, H_ax,eq-2′,2′′,3′,3′′,6′,6′′, H_ax-7′,7′′, H_ax,eq-11′,11′′; H_a,b-4,5,6,7,11,12,13,14; 4Н, CH, Н-5′,5′′,9′,9′′), 2.16-2.20 м (2H, CH, H-15′,15′′), 2.42-2.53 м (2H, CH₂, H_eq-7′,7′′, 6H, CH, H-22′,22′′, H-3b,7a,10b,14a), 2.79 уш. с (2H, CH, H-21′,21′′, 2H, CH₂, H_a-1,8), 2.82-2.98 м (4H, CH₂, H-26′,26′′; 2H, CH, H-14c,14d), 3.04 с (2H, CH, H-12′,12′′), 3.41-3.60 м (6Н, CH₂, H_a-3,10, H-27′,27′′), 3.68 с (6H, OCH₃, H-25′,25′′), 3.83-3.88 м (4Н, CH₂, H_b-1,3,8,10), 5.38 с (2Н, CH, Н-14′,14′′).

Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 15.65 (С-20′,20′′), 16.77 (С-19′,19′′), 17.06 (С-2′,2′′), 19.96 (C-5,7,12,14), 20.06 (С-16′,16′′), 20.71 (С-17′,17′′), 21.79 (С-6′,6′′), 25.49 (C-6,13), 27.59 (С-11′,11′′), 27.83 (C-4,11), 32.67 (С-15′,15′′), 35.35 (С-7′,7′′), 35.67 (С-12′,12′′), 36.71 (С-3′,3′′, С-27′,27′′), 37.69 (С-10′,10′′), 38.17 (С-1′,1′′), 40.69 (С-8′,8′′), 44.99 (С-21′,21′′), 47.17 (С-4′,4′′), 49.55 (С-5′,5′′), 50.02 (С-26′,26′′), 51.95 (С-22′,22′′), 52.38 (С-25′,25′′), 54.21 (С-9′,9′′), 57.47 (C-3b,10b), 59.20 (C-7a,14a), 69.22 (C-1,3,8,10), 77.87 (C-14c,14d), 124.37 (C-14′,14′′), 146.97 (C-13′,13′′), 175.83 (C-24′,24′′), 178.60 (C-23′,23′′), 179.23 (C-18′,18′′).

MALDI TOF/TOF: m/z (%) = 1210.1363 [M-H]⁺ (100).

Спектры ЯМР (¹Н, ¹³С) сняты на спектрометре Bruker Avance 500 (125.78 МГц для ядер ¹³С и 500.17 МГц для ядер ¹Н) по стандартным методикам фирмы Bruker, внутренний стандарт Me₄Si, растворитель - CDCl₃. Масс спектры получены на приборе MALDI TOF/TOF AUTOFLEX III фирмы Bruker.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1), который заключается во взаимодействии цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и имидо-амином МЭМПК в среде CH₃OH в присутствии катализатора NiCl₂⋅6H₂O при мольном соотношении цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен : N,N,N',N'-тетраметилметандиамин : имидо-амин МЭМПК : NiCl₂⋅6H₂O = 1 : 4 : 2 : (0.03-0.07) при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в течение 2.5-3.5 ч. Технический результат: разработан способ получения терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1), обладающего цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам человека (HTC-116, SH-SY5Y, MCF-7, Jurkat, THP-1). 2 табл., 1 пр.

Способ получения терпеноидного димера с пергидротетраценовым спейсером (1):

отличающийся тем, что цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен подвергают взаимодействию с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и имидо-амином МЭМПК в среде CH₃OH в присутствии катализатора NiCl₂⋅6H₂O при мольном соотношении цис-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен : N,N,N',N'-тетраметилметандиамин : имидо-амин МЭМПК : NiCl₂⋅6H₂O = 1 : 4 : 2 : (0.03-0.07) при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в течение 2.5-3.5 ч.